一種慣性重力匹配組合導航系統(tǒng)中時間延遲的補償方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種慣性重力匹配組合導航系統(tǒng)中時間延遲的補償方法，包括以下幾個步驟：步驟一，采集慣性導航系統(tǒng)輸出的緯度經度λ、航向ψ和速度V及重力儀測得的重力信號；步驟二，計算重力信號的厄特弗斯校正值，并對厄特弗斯校正值進行濾波處理；步驟三，確定重力信號的延遲時間；步驟四，利用基于重力等值線的匹配算法，獲取重力信號相應時刻的載體位置；步驟五，建立卡爾曼濾波器模型；步驟六，將載體位置的經度和緯度作為觀測量，利用卡爾曼濾波實時估計重力信號對應時間點的慣性導航系統(tǒng)誤差，對慣導系統(tǒng)進行校正；步驟七，進行卡爾曼濾波多步預測出當前時刻的狀態(tài)向量，完成時間延遲補償。本法明具有補償重力信號時間延遲、高導航精度的優(yōu)點。
【專利說明】一種慣性重力匹配組合導航系統(tǒng)中時間延遲的補償方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于組合導航領域，尤其涉及具有補償重力信號延遲功能的一種慣性重力匹配組合導航系統(tǒng)中時間延遲的補償方法。
【背景技術】
[0002]上世紀80-90年代美國和前蘇聯(lián)便相繼開始了研制戰(zhàn)略水下潛器的無源導航輔助系統(tǒng)。最初的輔助方法是基于圖形匹配，包括與海底地形圖、磁場圖的匹配，但由于需要用聲納測量海底輪廓，導致海底地形匹配的隱蔽性較弱；同時由于磁場變化復雜目前還難以真正運用到水下潛器導航中，因此重力信號和重力梯度數(shù)據(jù)成為水下潛器導航的主要無源信息資源。重力輔助導航具有精度高、隱蔽性強、自主性強等優(yōu)點，是潛艇等水下航行器理想的水下輔助導航定位手段。
[0003]重力輔助導航的前提是獲取高精度的重力異常值，而重力異常一般是通過海洋重力儀獲取。目前高精度的海洋重力儀為了抑制垂直加速度和高頻噪聲的影響，采用了強阻尼加濾波的方法。這就導致當前獲取的重力異常值并不是運載體所處位置的重力異常，而是一段時間前所處位置的重力異常值。如果在這樣的條件下進行重力匹配，就會產生誤差，甚至可能影響慣導系統(tǒng)的精度。
[0004]傳統(tǒng)計算延遲時間的方法是從理論上進行分析，由于重力儀的內部傳感器結構比較復雜，無法把所有導致重力異常信號延遲的因素都考慮進來，這就會造成延遲時間計算不準確。在濾波系統(tǒng)中，常用的處理測量數(shù)據(jù)延遲的一個直觀的方法是:等延遲的測量數(shù)據(jù)到達數(shù)據(jù)處理單元后再從發(fā)生延遲的時刻到當前時刻重新進行濾波，也就是重復濾波法。這樣的方法可以保證濾波性能，也比較簡單，但是當測量數(shù)據(jù)延遲較大時會給系統(tǒng)帶來極大的計算壓力和數(shù)據(jù)存儲的空間壓力，最終會導致測量數(shù)據(jù)更多地出現(xiàn)延遲的情況。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種具有高精度的慣性重力匹配組合導航系統(tǒng)中時間延遲的補償方法。
[0006]一種慣性重力匹配組合導航系統(tǒng)中時間延遲的補償方法，包括以下幾個步驟:
[0007]步驟一，采集慣性導航系統(tǒng)輸出的緯度,、經度λ、航向ψ和速度V及重力儀測得的重力信號；
[0008]步驟二，利用慣性導航系統(tǒng)輸出的緯度W骯向Ψ和速度V計算重力信號的厄特
弗斯校正值，并且對厄特弗斯校正值進行濾波處理；
[0009]
【權利要求】
1.一種慣性重力匹配組合導航系統(tǒng)中時間延遲的補償方法，其特征在于:包括以下幾個步驟， 步驟一，采集慣性導航系統(tǒng)輸出的緯度#、經度λ、航向Ψ和速度V及重力儀測得的重力信號； 步驟二，利用慣性導航系統(tǒng)輸出的緯度f、航向V和速度V計算重力信號的厄特弗斯校正值，并且對厄特弗斯校正值進行濾波處理；
2.根據(jù)權利要求1所述的一種慣性重力匹配組合導航系統(tǒng)中時間延遲的補償方法，其特征在于:所述的對厄特弗斯校正值進行濾波處理采用小波理論中的Mallat算法，選取db9小波基函數(shù)，分解后選取Penalize Medium閾值并以軟閾值的方法對重力信號降噪，各層的閾值參數(shù)為:Levl:1051.002 ；Lev2:586.308 ；Lev3:65.569 ；Lev4:66.213 ；Lev5:53.099 ；Lev6:148.424 ；Lev7:29.860 ；Lev8:29.860 ；Lev8:29.860，最后對各層分解信號重構，得到降噪后的厄特弗斯校正值。
【文檔編號】G01C21/00GK103743395SQ201410022467
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權日:2014年1月17日
【發(fā)明者】周廣濤, 姜鑫, 孫艷濤, 趙博, 林萌萌, 李佳璇, 夏秀瑋, 郝勤順, 于春陽, 趙維珩 申請人:哈爾濱工程大學
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